基于DSP與FPGA的雙饋式風(fēng)電變流器控制系統(tǒng)
4 雙PWM變流器的控制
雙PWM型變流器由網(wǎng)側(cè)和機(jī)側(cè)兩個(gè)PWM變流器組成,各自功能相對(duì)獨(dú)立。網(wǎng)側(cè)變流器主要功能是實(shí)現(xiàn)交流側(cè)輸入單位功率因數(shù)控制和在各種狀態(tài)下保持直流環(huán)節(jié)電壓穩(wěn)定,確保機(jī)側(cè)變流器乃至整個(gè)DFIG勵(lì)磁系統(tǒng)可靠工作,機(jī)側(cè)變流器主要功能是在轉(zhuǎn)子側(cè)實(shí)現(xiàn)DFIG的矢量變換控
制,確保DFIG輸出解耦的有功功率和無(wú)功功率。兩個(gè)變流器通過(guò)相對(duì)獨(dú)立的控制系統(tǒng)完成各自的功能。這里的雙PWM型變流器采用不同的控制策略,其中機(jī)側(cè)變流器通過(guò)DFIG定子磁鏈定向進(jìn)行控制,網(wǎng)側(cè)變流器則通過(guò)電網(wǎng)電壓定向進(jìn)行控制,控制策略結(jié)構(gòu)如圖3所示。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/159278.htm
4.1 轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制
轉(zhuǎn)子側(cè)變流器目標(biāo)是有功功率和無(wú)功功率解耦控制,并為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)提供勵(lì)磁,以實(shí)現(xiàn)定子側(cè)的恒頻輸出。為實(shí)現(xiàn)DFIG的功率解耦控制,列出DFIG有功、無(wú)功功率:Ps=udsids+uqsiqs,Qs=uqsids-udsiqs。采用基于定子磁場(chǎng)定向的矢量控制策略并忽略工頻下的DFIG定子電阻,可簡(jiǎn)化為:
Ps=-u1iqs,Qs=-u1ids (1)
由上式可知,DFIG輸出有功功率Ps與定子電流的轉(zhuǎn)矩分量iqs成正比,無(wú)功功率Qs與勵(lì)磁分量ids成正比。因?yàn)镻s和Qs的調(diào)節(jié)是通過(guò)DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)電壓型變流器實(shí)現(xiàn)的,推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子電壓與iqs,ids之間的關(guān)系如下:
udr’,uqr’為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子電壓、電流解耦控制的解耦項(xiàng);△udr,△uqr為消除轉(zhuǎn)子電壓、電流交叉耦合的補(bǔ)償項(xiàng)。將轉(zhuǎn)子電壓分解為解耦項(xiàng)和補(bǔ)償項(xiàng),既簡(jiǎn)化了控制,又能保證控制精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)的快速性。構(gòu)建轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器控制系統(tǒng)見圖4。
在轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制中,通過(guò)檢測(cè)定子兩相電壓得到定子磁通角,并進(jìn)行定子磁鏈計(jì)算。通過(guò)光電編碼器得到轉(zhuǎn)子速度,積分可得轉(zhuǎn)子初始位置角度。定子電壓頻率減去轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速頻率可得轉(zhuǎn)差頻率。在轉(zhuǎn)速功率雙閉環(huán)控制中,根據(jù)主控?zé)o功給定,計(jì)算出d軸電流指令,使定子側(cè)運(yùn)行在指定的功率因數(shù);根據(jù)主控的轉(zhuǎn)矩給定和實(shí)際的磁鏈可推導(dǎo)出q軸電流指令,以此來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。將得到的d,q軸電流值加上各自的耦合項(xiàng)反變換到兩相靜止坐標(biāo)系下,作為SVPWM的輸入值來(lái)控制轉(zhuǎn)子側(cè)變流器。
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